(57)【要約】【課題】  印刷回路基板の微細パターンを検査するための照明装置と、これを具備する自動光学検査システムおよびこれの検査方法を提供する。【解決手段】  本発明の自動光学検査システムに具備される照明装置は、印刷回路基板パターンの平面部分を中心に反射光を出力する少なくとも一つの第１光源と、第１光源から反射光を受けて印刷回路基板に出力し、印刷回路基板から反射された光を受けてイメージセンサに出力するビームスプリッタと、印刷回路基板パターンのエッジ部分を中心に反射光を出力する少なくとも一つの第２光源および、第２光源から反射光を受けて集光して出力する集光レンズを具備し、印刷回路基板の微細パターンの映像獲得時、光の明るさおよび均一度を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷回路基板の微細パターンを光学的に検査する自動光学検査システムにおいて、
多数の第１および第２光源を具備し、前記第１および前記第２光源から前記印刷回路基板に光を照射する照明装置と、
前記照射された光が前記印刷回路基板で反射され、前記反射された光を受けて前記印刷回路基板に対する映像を獲得するイメージセンサと、
前記映像を受けて前記印刷回路基板のパターンが不良であるか否かを判別する映像処理装置とを具備し、
前記照明装置は前記印刷回路基板と前記イメージセンサとの間に具備されて、前記第１光源を利用して前記パターンの平面部分を中心に照射し、前記第２光源を利用して前記パターンのエッジ部分を中心に照射することを特徴とする自動光学検査システム。
【請求項２】
前記照明装置では、
前記第１および前記第２光源が一つのモジュールに具備されることを特徴とする請求項１に記載の自動光学検査システム。
【請求項３】
前記照明装置は、
前記第１光源から前記光を受けて前記印刷回路基板に出力し、前記印刷回路基板から前記反射した光を受けて前記イメージセンサに出力するビームスプリッタを具備し、前記パターンの前記平面部分を中心に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の自動光学検査システム。
【請求項４】
前記照明装置は、
前記第２光源から前記光を受けて集光して出力する集光レンズをさらに具備し、前記パターンの前記エッジ部分を中心に照射することを特徴とする請求項３に記載の自動光学検査システム。
【請求項５】
前記第２光源は、前記エッジ部分を中心に照射されるように、前記光の入射角を調節可能にするように具備されることを特徴とする請求項１に記載の自動光学検査システム。
【請求項６】
印刷回路基板の良否を検査するために多数の第１および第２光源を具備する自動光学検査システムの検査方法において、
前記第１および前記第２光源から前記印刷回路基板パターンに光信号を照射する段階と、
前記第１／第２光源から照射された前記光信号に対応して前記印刷回路基板パターンの平面／エッジ部分の映像データをそれぞれ獲得する段階と、
前記獲得された映像データから前記印刷回路基板の良否を判別する段階と、を含むことを特徴とする自動光学検査システムの検査方法。
【請求項７】
前記照射する段階では、
前記第１光源が前記印刷回路基板パターンの前記平面部分を中心に照射し、前記第２光源が前記エッジ部分を中心に照射することを特徴とする請求項６に記載の自動光学検査システムの検査方法。
【請求項８】
前記照射する段階は、
前記第２光源が前記エッジ部分を中心に照射するように前記反射光の入射角を調節する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載の自動光学検査システムの検査方法。
【請求項９】
イメージセンサを利用して印刷回路基板を検査する自動光学検査システムに具備される照明装置において、
前記印刷回路基板パターンの平面部分に反射光を出力する少なくとも一つの第１光源と、
前記第１光源から前記反射光を受けて前記印刷回路基板に出力し、前記印刷回路基板から前記反射された光を受けて前記イメージセンサに出力するビームスプリッタと、
前記印刷回路基板パターンのエッジ部分を中心に反射光を出力する少なくとも一つの第２光源とを含み、前記印刷回路基板の微細パターンの映像獲得時、明るさの均一度を向上させることを特徴とする自動光学検査システムの照明装置。
【請求項１０】
前記照明装置は、
前記第２光源から前記反射光を受けて集光して出力する集光レンズをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の自動光学検査システムの照明装置。
【請求項１１】
前記照明装置は一つのモジュールに具備されることを特徴とする請求項９または１０に記載の自動光学検査システムの照明装置。
【請求項１２】
前記第２光源は前記エッジ部分を中心に照射されるように前記反射光の入射角を調節可能にするように具備することを特徴とする請求項９または１０に記載の自動光学検査システムの照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動光学検査システムに係わり、さらに具体的には複数個の光源を有する照明装置を具備する自動光学検査システムおよびそれの印刷回路基板の極微細パターン検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶ディスプレー装置の駆動集積回路（ＬＣＤ Ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ）、メモリおよびＬＳＩなどの各種半導体集積回路、およびマイクロ製品などに使用される主要材料の一つである印刷回路基板は、フィルム、テープなどの形態で製造されている。
【０００３】
このような印刷回路基板のうちでＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）基板という回路が多用されている。フィルム、テープ形態の印刷回路基板は、露光、現像、エッチングなどの製造工程を通じてパターンが形成され、このようなパターンは半導体デバイスが徐々にマイクロ化されることによって極微細化されて、目測を通じてパターン欠陷を検査することが徐々に不可能になっている実情である。したがって、印刷回路基板のパターンの欠陷を正確に検出することが半導体デバイスの生産性を向上させるのに重要な要因になる。
【０００４】
したがって、このような理由によって、印刷回路基板の光学自動検査システムの需要が増加しており、光学自動検査システムの印刷回路基板の外観を検査することにおいて、パターン欠陷の未検出および良品を不良として検出する過検出はシステムの信頼性に絶対的な影響を及ぼす重要な要素である。
【０００５】
一般的な光学自動検査システムはカメラ、イメージセンサなどを利用して光学的検査を実行する。この際、光学自動検査システムは透過照明および／または反射照明を具備する照明装置を利用して印刷回路基板の外観に対する正確な検査を実施し、多様な照明装置のうちのいずれか一つの照明装置の選択は正確な不良検出のために必須である。
【０００６】
例えば、フィルム、テープ形態の基板のうち、ＣＯＦ基板を検査することにおいて、ＣＯＦ基板はその表面が鏡と類似して非常に反射的な表面を有している。そして、ＣＯＦ基板の検査対象物に照らされる光の入射角がイメージセンサと垂直に照射されればこそ、その光がイメージセンサに伝達される。
【０００７】
このような理由によって、徐々に基板上のパターンが微細化する一方で、パターンの形成技術における方法の変化によって、平面部分を含むパターンの上部面と、パターンの両端部分すなわちエッジ部分との間で変化があるにもかかわらず、既存と同一の照明条件で印刷回路基板を検査するために問題点が発生する。すなわち、パターンの両端面はパターンの上部面と異なってイメージセンサに正確に垂直に反射されないので、両端で正確な映像データを得ることができず、最適の検査が難しくなっている。このような現象は、フィルム、テープ形態の印刷回路基板上のパターンが極微細化されることに伴ってイメージ歪曲などの問題点から生じる致命的な不良項目の未検出および過検出をもたらし、製品収率に影響を及ぼすようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は上述の問題点を解決するためのものであり、フィルム、テープ形態の印刷回路基板上のパターンが極微細化されることに伴うイメージ歪曲などを通じて発生する致命的な不良項目の未検出および過検出を防止するための自動光学検査システムおよびそれの検査方法を実現することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は上述の問題点を解決するためのものであり、パターン表面上の形態および特性などによる明るさの限界を克服し、全体的により均一な表面の輝度を得て検査信頼性および生産性を高めるための自動光学検査システムの照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するための本発明の一特徴によれば、印刷回路基板の微細パターンを光学的に検査する自動光学検査システムは、多数の第１および第２光源を具備し、前記第１および前記第２光源から前記印刷回路基板に光を照射する照明装置と、前記照射された光が前記印刷回路基板で反射され、前記反射された光を受けて前記印刷回路基板に対する映像を獲得するイメージセンサと、前記映像を受けて前記印刷回路基板のパターン不良の可否を判別する映像処理装置とを具備し、前記照明装置は前記印刷回路基板と前記イメージセンサとの間に具備され、前記第１光源を利用して前記パターンの平面部分を中心に照射し、前記第２光源を利用して前記パターンのエッジ部分を中心に照射する。
【００１１】
この特徴の望ましい形態において、前記照明装置では、前記第１および前記第２光源が一つのモジュールに具備される。前記照明装置では、前記第１光源から前記光を受けて前記印刷回路基板に出力し、前記印刷回路基板から前記反射された光を受けて前記イメージセンサに出力するビームスプリッタを具備して前記パターンの前記平面部分を中心に照射する。そして前記照明装置は、前記第２光源と、前記第２光源から前記光を受けて集光して出力する集光レンズを具備して前記パターンの前記エッジ部分を中心に照射する。ここで、前記第２光源は前記エッジ部分を中心に照射されるように前記光の入射角を調節可能にするように具備することが望ましい。この際、前記第２光源は自動または手動で前記入射角の調節が可能である。
【００１２】
上述の目的を達成するために本発明の他の特徴によれば、印刷回路基板の良否を検査するために多数の第１および第２光源を具備する自動光学検査システムの検査方法は、前記第１および前記第２光源から前記印刷回路基板パターンに光信号を照射する段階と、前記第１／第２光源から照射された前記光信号に対応して前記印刷回路基板パターンの平面／エッジ部分の映像データを各々獲得する段階と、前記獲得された映像データから前記印刷回路基板の良否を判別する段階とを含む。
【００１３】
この特徴の望ましい形態において、前記照射する段階は、前記第１光源は前記印刷回路基板パターンの前記平面部分を中心に照射し、前記第２光源は前記エッジ部分を中心に照射する。この場合に、前記第２光源が前記エッジ部分を中心に照射するように前記反射光の入射角を調節する段階をさらに含む。
【００１４】
上述の目的を達成するために本発明のまた他の特徴によれば、イメージセンサを利用して印刷回路基板を検査する自動光学検査システムに具備される照明装置は、前記印刷回路基板パターンの平面部分に反射光を出力する少なくとも一つの第１光源と、前記第１光源から前記反射光を受けて前記印刷回路基板に出力し、前記印刷回路基板から前記反射された光を受けて前記イメージセンサに出力するビームスプリッタと、前記印刷回路基板パターンのエッジ部分に反射光を出力する少なくとも一つの第２光源とを含み、前記印刷回路基板の微細パターンの映像の獲得時、明るさの均一度を向上させる。
【００１５】
この特徴の望ましい形態において、前記照明装置は一つのモジュールに具備され、前記第２光源は前記エッジ部分に照射されるように前記反射光の入射角を調節可能するように具備する。また、前記照明装置は前記第２光源から前記反射光を受けて集光して出力する集光レンズをさらに含むことができる。
【００１６】
したがって、本発明によれば、自動光学検査システムは第１光源および第２光源を利用して印刷回路基板の表面が反射的な製品の表面検査において、第２光源を利用することによって、第１光源によって得ることができなかったパターンのエッジ領域に対する正確な映像データを獲得する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の照明装置は各々のＴＡＢ、ＣＯＦ基板の光学検査時、各第１光および第２光の明るさと、その明るさの均一度を向上させ、特に、第２光の検査対象物に照射する角度を自由に調節して最適の映像データを得ることができる。
【００１８】
そして、本発明の照明装置を具備する自動光学検査システムは第１および第２光源を利用して印刷回路基板パターンの平面部分とエッジ部分に対する映像データを獲得してパターンを検査することによって、正確な検査が可能であり、これによって未検出および過検出を防止することができる。
【００１９】
また、互いに異なる表面上の特徴を有する二つの形態の基板に対して照明装置を一つにモジュール化して具備することによって、照明装置を交換せずに、光学検査が適用可能なので、一つの照明でＴＡＢ、ＣＯＦ基板の全部を検査することが可能になって、作業者に装備運用の便宜性を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付の図に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明による照明装置の構成を示した斜視図である。
【００２２】
図１を参照すれば、前記照明装置１１０は印刷回路基板パターンの不良の有無を検査する自動光学検査システム１００に適用される装置として、多数の第１光源１１２と第２光源１１６およびビームスプリッタ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１１４を具備する。そして前記照明装置１１０は前記第１光源１１２および第２光源１１６を一つのモジュールに形成する。
【００２３】
したがって、前記照明装置１１０は前記第１光源１１２から光を出力して前記ビームスプリッタ１１４に光を照射して印刷回路基板の表面すなわち、パターン１０４の平面部分を中心に光を照らすようになる。この際、印刷回路基板の表面上に垂直に照射された光は前記ビームスプリッタ１１４から垂直反射されて照射された方に再び屈折される。屈折された光はビームスプリッタ１１４を通過してイメージセンサ１０２にパターン１０４の平面部分に該当する映像を伝達するようになる。
【００２４】
そして、前記照明装置１１０は前記第２光源１１６から光を出力して印刷回路基板の表面すなわち、パターン１０４のエッジ部分を中心に光を照らすようになる。この際、前記第２光源１１６は前記パターン１０４のエッジ部分を中心に照射されるように自動または手動で光の入射角が調節される。したがって、前記第２光源１１６から出力された光は印刷回路基板パターン１０４のエッジ部分を中心に照射され、再び前記ビームスプリッタ１１４を通じてイメージセンサ１０２にパターン１０４のエッジ部分に該当される映像が伝達される。
【００２５】
したがって、前記照明装置１１０は印刷回路基板の表面が反射的なパターンを検査するために前記第１光源１１２および第２光源１１６を利用して映像データを獲得するように光をパターンの平面部分とエッジ部分に分離して照射する。もちろん、光の照射領域は光の特性上、正確に区分されない。すなわち、平面部分とエッジ部分の境界領域は第１および第２光源の全部から光を受けるようになる。したがって、本発明では平面部分とエッジ部分で分けて説明しているが、これは本発明の技術的特徴を明確に説明するためのものであり、技術的思想を限定しようとするのではない。
【００２６】
図２は図１に示した照明装置を具備する自動光学検査システムの構成を示す断面図である。
【００２７】
図２を参照すれば、前記自動光学検査システム１００は前記照明装置１１０を具備し、映像処理装置１２０と連結される。
【００２８】
前記照明装置１１０は図１のように、前記印刷回路基板１０４と前記イメージセンサ１０２との間に具備され、前記第１光源１１２を利用して前記パターン１０４の平面部分（ｂ）を中心に照射し、前記第２光源１１６を利用して前記パターンのエッジ部分（ｃ−ｂ）を中心に照射する。前記平面部分（ｂ）は第１光源１１２を利用して得るイメージ領域であり、前記エッジ部分は第２光源１１６を利用して得るイメージ領域として、基板の幅（ａ）から上端平面部分ｂを除いた部分である。したがって、本発明によれば、第１光源１１２および第２光源１１６を利用して平面部分（ｂ）とエッジ部分（ｃ−ｂ）のイメージ領域（ｃ）の映像データを獲得する。
【００２９】
具体的には、前記照明装置１１０は前記第１光源１１２および前記第２光源１１６が一つのモジュールに具備され、前記第１光源１１２と、前記第１光源１１２から前記光を受けて前記印刷回路基板１０４に出力し、前記印刷回路基板１０４から前記反射された光を受けて前記イメージセンサ１０２に出力するビームスプリッタ１１４とを具備して、前記パターン１０４の前記平面部分（ｂ）を中心に照射する。そして前記第２光源１１６と、前記第２光源１１６から前記光を受けて集光して出力する集光レンズ１１８とをさらに具備して、前記パターン１０４の前記エッジ部分（ｃ−ｂ）を中心に照射する。この際、前記第２光源は制御装置（例えば、映像処理装置）によって前記エッジ部分を中心に照射されるように制御され、前記光の入射角を自動または手動で調節可能するように具備される。
【００３０】
そして前記映像処理装置１２０は典型的なコンピュータシステム、プログラマブル・ロジックコントローラなどに具備されて、自動光学検査による諸般の動作を制御、処理する。前記映像処理装置１２０は前記イメージセンサ１０２から前記映像を受けて前記印刷回路基板１０４のパターンの良否を判別する。
【００３１】
ここで、従来技術の照明装置（不図示）は第１または第２光源を具備して反射照明を照射することによって、印刷回路基板パターンの表面が鏡のように反射的な表面上のイメージデータを得るためには、ビームスプリッタから垂直に検査対象物に入射される光が再びビームスプリッタを通じてイメージセンサに伝達され、一つの光源を利用して得たイメージ領域でのみ映像データを得ることができる。しかし、実際のパターン検査のためには図２に示したように、第１光源１１２および第２光源１１６を利用して該当の領域の映像データを獲得して検査しなければならない。
【００３２】
したがって、本発明は第１光源１１２とともに第２光源１１６を利用して、製品の表面が鏡のように反射的な表面の印刷回路基板を検査することによって、第１光源１１２で正確に獲得することができなかったパターンの領域すなわちエッジ部分の映像データを第２光源１１６を利用して正確に獲得して検査する。
【００３３】
この際、第２光源１１６の入射角を通じてパターンのエッジ部分の映像データおよびより高いデータの明るさを得るために第２光源の角度調節は自動または手動で調節することができる。もちろん、前記第２光源１１６は設計上正確な入射角を設定して固定されることはこの分野に対する通常の知識を持つ当業者であれば、自明である。
【００３４】
したがって、前記自動光学検査システム１１０は第１光源１１２および第２光源１１６を利用して印刷回路基板１０４の表面が反射的な製品の表面検査において第２光源１１６を利用することによって、第１光源１１２では得ることができなかったパターン１０４のエッジ領域に対する正確な映像データを獲得して印刷回路基板１０４の正確な検査が行える。もちろん前記自動光学検査システム１００は第１光源１１２または第２光源１１６のみを利用して他の性質の印刷回路基板（例えば、ＴＡＢ基板など）を検査できることは自明である。
【００３５】
図３は本発明の実施形態による印刷回路基板のパターンを示す図であり、図４Ａおよび図４Ｂはこのパターンの特定測定位置の明るさおよび明るさの均一度を従来技術と本発明とで比べた波形図である。
【００３６】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すれば、印刷回路基板の微細パターン、すなわち図３に示した特定測定位置１３０を、従来技術、すなわち第１光源のみを利用して獲得された映像データの明るさおよび均一度を示すプロファイル１３２と、本発明によるプロファイル１３４が示されている。
【００３７】
図４Ａのプロファイル１３２は、明るさ均一度が約２００〜２５０レベルの間で不規則に形成され、明るさでも最低値が２００レベル以下に形成されているが、図４Ｂのプロファイル１３４は、第１光源１１２および第２光源１１６を利用して明るさ均一度が約２４０〜２５０レベルの間で非常に規則的に形成され、明るさでも最低部分がほとんど２４０レベル以上で形成されることが分かる。
【００３８】
したがって、これらの二つのプロファイル１３２、１３４を比べると、本発明の照明装置１１０では約３０％以上明るさが向上することが分かる。
【００３９】
続いて、図５は本発明の照明装置を具備する光学検査システムの検査手順を示したフローチャートである。この手順は前記映像処理装置１２０が実行するプログラムとして、このプログラムは前記映像処理装置１２０のメモリ（不図示）に貯蔵される。
【００４０】
図５を参照すれば、前記映像処理装置１２０は、段階Ｓ１５０で第１光源１１２および第２光源１１６を利用して印刷回路基板１０４に光を照射する。この際、前記第１光源１１２は前記印刷回路基板パターン１０４の前記平面部分を中心に照射し、前記第２光源１１６は前記エッジ部分を中心に照射する。また、前記第２光源１１６が前記エッジ部分を中心に照射するように前記反射光の入射角を調節する。
【００４１】
段階Ｓ１５２で前記第１１１２および前記第２光源１１６から照射された前記光信号に対応して前記印刷回路基板パターン１０４の平面部分およびエッジ部分の映像データを各々獲得する。そして段階Ｓ１５４で前記獲得された映像データから前記印刷回路基板パターン１０４の良否を判別する。
【００４２】
一方、フィルム、テープ形態の印刷回路基板のうちにＴＡＢ、ＣＯＦ基板があり、この二つの形態の基板は表面上の特徴が相異なっている。
【００４３】
まず、ＴＡＢ基板を見れば、パターン表面上に多様な表面角度が形成されている拡散面を有していて多様な入射角から入ってくる光に対して大部分反応するので、多様な入射角を通じて光を照射する照明などが使用される。しかし、ＣＯＦ基板においては上述のように、製品表面が鏡のように反射的な表面に形成されている。したがって、このような製品は通常検査対象物を照射する入射角がイメージセンサと垂直に形成される照明装置（例えば、ビームスプリッタを利用した照明装置など）を使用してきた。しかし、このような照明装置は印刷回路基板のパターンが微細化されることによって、パターンの特定部分に対する映像データが正確に撮像されない問題点が発生された。
【００４４】
特に、フィルム、テープ形態の基板のうちのＣＯＦ基板を検査するのにおいて、ＣＯＦ基板はその表面が鏡と類似して非常に反射的な表面を有している。そして、ＣＯＦ基板の検査対象物に照らされる光の入射角がイメージセンサに対して垂直になるように照射されればこそ、その光がイメージセンサに伝達される。このような理由によって、基板上のパターンが徐々に微細化されることによって、パターン上部面すなわち、平面部分と、パターンの両端面すなわちエッジ部分を既存の同一の照明条件で検査することは、パターン両端面でのイメージがパターン表面のイメージと異なってイメージセンサに伝達されるので、両端で映像データを得ることがでずに最適の検査が難しくなっている。
【００４５】
したがって、本発明は製品表面が鏡と類似の、非常に反射的な表面を有している基板のパターン両端のイメージ損失を減らし、またビームスプリッタ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を通じて光を照らす照明装置において光源がビームスプリッタにより直接光を照らす時に、光の損失によって検査対象物に反射されイメージセンサを通過する全体的な光の輝度を向上させることができるようになり、徐々に微細パターン化していくフィルム、テープ形態の印刷回路基板の検査において最適のイメージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による照明装置の構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した照明装置を具備する自動光学検査システムの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による印刷回路基板のパターンを示す図である。
【図４Ａ】図３に示したパターンの測定位置による明るさおよび明るさの均一度を比べて示した図である。
【図４Ｂ】図３に示したパターンの測定位置による明るさおよび明るさの均一度を比べて示した図である。
【図５】本発明の照明装置を具備する光学検査システムの検査手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１００  自動光学検査システム
１０２  イメージセンサ
１０４  印刷回路基板パターン
１１０  照明装置
１１２  第１光源
１１４  ビームスプリッタ
１１６  第２光源
１１８  集光レンズ
１２０  映像処理装置
１３０  測定位置
【図１】
2006017726.tif 000003
【図２】
2006017726.tif 000004
【図５】
2006017726.tif 000005
【図３】
2006017726.tif 000006
【図４Ａ】
2006017726.tif 000007
【図４Ｂ】
2006017726.tif 000008